[发明专利]镍基催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种高镍含量催化剂，特别是关于一种可用于轻油馏分、重油馏分、不饱和油脂、裂解汽油尤其是裂解碳九及其以上烃加氢处理的镍基催化剂。 

背景技术

高镍含量、高活性比表面的Ni负载型催化剂在石油化工催化加氢、加氢脱硫和油脂加氢等领域相当重要。美国专利(USP 6,673,743和USP 4,490,480)、中国专利(ZL 00803678.0)阐述了一种可用于油品加氢的镍催化剂，镍含量可达5 ~ 75%。上述催化剂采用将Ni氨溶液沉积-沉淀到过渡态氧化铝悬浮液中而得。美国专利USP 6,242,662公布了一种将工业氢氧化铝添加到镍氨溶液再分解的方法，得到一种高镍含量的催化剂。这些方法均需要提供纳米级氧化铝或氢氧化铝粉，才能得到高分散度、高镍含量的催化剂。梁顺琴通过沉积沉淀的方法，将活性组分镍负载到硅铝复合载体上，镍含量可达30~50% ，但该催化剂比表面积和孔容相对较小，应用于粗裂解碳九加氢处理，活性和稳定性有待提高。 

溶胶—凝胶法制备方法比较简单,不需要昂贵的设备,而且活性组分、载体组分可以同时在溶液中混匀,因而具有溶液反应的特点,各组分之间高度均匀,制备得到的催化剂具有独特的结构特征、优良的表面性能及优异的催化性能。张玉红等采用拟薄水铝石胶溶法制得AlOOH溶胶，通过在溶胶中分散Ni(NO₃)₂溶液制得高热稳定性的NiO/γ-Al₂O₃催化剂，但由此制备得到的催化剂平均孔径较小，不适于大分子物质参与的反应。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的镍含量低、活性比表面低及平均孔径较小的技术问题，提供一种新的镍基催化剂，该催化剂具有镍含量高、活性比表面高及平均孔径较大的优点。 

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种镍基催化剂，以催化剂重量份数计，包括以下组分：

a) 20 ~ 75份的金属镍；

b) 25~80份的氧化硅和氧化铝组成的复合氧化物载体；

其中，以催化剂重量份数计，载体中氧化铝含量为20~40份，氧化硅的含量为5~40%，催化剂比表面积为150~400平方米/克，孔容0.3~0.8毫升/克，平均孔径5~15纳米；所述催化剂的表面活性组分分散度为5~40%，活性比表面10~60平方米/克催化剂，镍粒子颗粒大小为1~20nm。

上述技术方案中，以重量份数计，氧化铝含量为优选范围为25~40份，更优选为30~40份，氧化硅含量优选范围为5~40份，更优选10~30份；金属镍含量优选范围为30 ~ 50份。载体前驱体铝溶胶的优选方案为由选自拟薄水铝石、无定型氧化铝或氧化铝水凝胶经无机酸胶溶得到；镍前驱体的优选方案为由选自醋酸镍、氯化镍中的至少一种形成的镍盐水溶液或镍氨络合物；镍氨络合物的优选方案为由选自硝酸镍、草酸镍、乙酸镍、碱式碳酸镍中的至少一种与选自相应的阴离子铵盐、氨水中的至少一种反应而形成的络合物。上述技术方案中还包括，以催化剂重量份数计，还含有0.01~2份的VIB族金属。所述催化剂比表面积200~250平方米/克，孔容0.5~0.6毫升/克，平均孔径7~10纳米。优选的技术方案所述催化剂表面活性组分分散度10~25%，活性比表面17~40平方米/克催化剂，镍粒子颗粒大小为2~15nm，更优选范围为4~10纳米。

本发明催化剂的制备方法包括将镍硅铝凝胶、水按所需量混合，挤条成型后，先在50 ~ 110^oC下干燥1 ~ 24小时，然后在350 ~ 500^oC下焙烧1 ~ 10小时，得到NiO/Al₂O₃-SiO₂催化剂前驱体。可重复上述步骤制得所需镍含量催化剂。成品催化剂在使用前需用氢气还原。

本发明得到的溶胶－凝胶催化剂具有较高的活性镍含量，可广泛用于轻油馏分、重油馏分、不饱和油脂、裂解汽油尤其是裂解碳九及其以上烃加氢处理的工业生产中。

催化剂表面活性组分分散度、活性比表面用H₂-TPR/TPD 装置测试，TPR耗氢对应全部Ni，TPD脱氢对应表面Ni，也可以通过先氧化再H2-TPR来测其分散度。镍粒子颗粒大小用透射电镜观察。